專利名稱：一種三輥行星軋機(jī)軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力加工機(jī)械領(lǐng)域，尤其是軋機(jī)的軋輥設(shè)計(jì)，具體為一種新型三輥行星軋機(jī)軋輥。
背景技術(shù)：
在對(duì)棒材和管材進(jìn)行軋制的過(guò)程中，三個(gè)錐形軋輥相互之間成120°布置，軋輥在自轉(zhuǎn)的同時(shí)還繞著軋件進(jìn)行公轉(zhuǎn)，壓下量大、變形過(guò)程復(fù)雜。三輥行星軋制成型單道次的變形量達(dá)到90％以上，通常將此類軋機(jī)稱作三輥行星軋機(jī)。由于坯料在變形咬入的過(guò)程中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，且變形量大，因此保證坯料的順利咬入是十分重要的。通常采用的方法是在軋輥咬入?yún)^(qū)采用噴丸等方法，增大摩擦力，防止坯料打滑間題的產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是造成軋出產(chǎn)品表面粗糙，且在管子的外表面產(chǎn)生后續(xù)加工亦無(wú)法消除的微裂紋，降低產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率。
為防止軋輥的打滑，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?9102588.X)提出了增加軋制工具與軋制產(chǎn)品之間摩擦的方法及相適用的軋輥，軋輥一般包含三個(gè)區(qū)段，軋制壞料首先接觸的是壓下區(qū)段，下一個(gè)區(qū)段即平滑區(qū)段，確定管坯或其他坯料的壁厚，最后一個(gè)區(qū)段是成形區(qū)段，管子在這個(gè)區(qū)段上經(jīng)過(guò)修整軋成圓形。其中，咬入壓下區(qū)開(kāi)有環(huán)形溝槽，該溝槽既可增加軋制過(guò)程中的摩擦力促進(jìn)咬入，也可以消除軋制過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷。但在軋制過(guò)程中，軋輥必須克服溝槽間的溝頂才能進(jìn)入下一溝槽，因此坯料變形劇烈且軋制力增大。
中國(guó)實(shí)用新型專利(專利號(hào)ZL02237667.4)，公開(kāi)了一種軋制銅及銅合金管材的三輥行星軋機(jī)軋輥，將圓錐形軋輥分成三個(gè)區(qū)域，軋輥尾部為表面具有波紋狀的變形區(qū)，中間為光滑區(qū)，是一個(gè)錐度固定的錐面，頭部為精整區(qū)，是一個(gè)錐度連續(xù)變化的球面，在變形區(qū)和光滑區(qū)之間具有一凸環(huán)，軋輥進(jìn)行軋制時(shí)整個(gè)過(guò)程無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象，保證了軋制的順利進(jìn)行，并大大提高了壁厚的均勻性和表面質(zhì)量。但在軋制過(guò)程中，在軋輥的波紋狀的變形區(qū)也要克服溝槽間的溝頂才能進(jìn)入下一溝槽，因此坯料變形劇烈、變形抗力大使軋制力也相應(yīng)增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型三輥行星軋機(jī)軋輥，在行星軋制的過(guò)程中從設(shè)計(jì)原理上改變咬入?yún)^(qū)軋輥與軋件間接觸狀態(tài)，咬入?yún)^(qū)采用螺旋型螺紋波形，有利于降低軋制力，提高模具壽命和軋制產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種三輥行星軋機(jī)軋輥，軋輥分成四個(gè)區(qū)域，即咬入?yún)^(qū)、集中變形區(qū)、平整區(qū)和歸圓區(qū)，在軋輥咬入?yún)^(qū)有螺旋型螺紋。
所述軋輥咬入?yún)^(qū)螺紋的深度為0.1-10mm，螺紋寬度為1-20mm，螺紋條數(shù)為2-10條；根據(jù)軋輥旋轉(zhuǎn)方向確定，三個(gè)軋輥的咬入?yún)^(qū)螺紋為全部左旋或全部右旋；軋輥咬入?yún)^(qū)螺紋為單頭、雙頭或多頭螺紋。
本發(fā)明的有益效果是1、三輥行星軋制成型是單道次大變形過(guò)程，為保證順利咬入，在軋制過(guò)程中軋輥尾端一般采用加工溝槽方式，但在生產(chǎn)軋制的過(guò)程中，軋輥必須克服溝槽間的溝頂才能進(jìn)入下一溝槽，因此坯料變形劇烈且軋制力增大。本發(fā)明提供的軋輥適用于三輥行星軋機(jī)，克服了金屬軋制管材表面的抖動(dòng)，其特點(diǎn)是將圓錐形分成四個(gè)區(qū)域，尾部咬入?yún)^(qū)，中間集中變形區(qū)，及頭部平整區(qū)和出口歸圓區(qū)，在軋輥咬入?yún)^(qū)采用螺旋型螺紋，減小了坯料前進(jìn)的阻力，有利于降低軋輥在變形過(guò)程中的軋制力，提高模具壽命，降低能耗節(jié)約能源，同時(shí)提高軋件表面質(zhì)量。
2、本發(fā)明螺旋型的螺紋深度為0.1-10mm，螺紋寬度為1-20mm，螺紋條數(shù)為2-10條。該螺紋可通過(guò)車削或磨削等方法加工而成。該螺紋芯頭螺紋可以為單頭、雙頭或多頭螺紋。螺紋表面的粗糙度隨之軋制的深入而逐漸減小，這樣既有利于軋件咬入，又有利于提高軋制管材的表面質(zhì)量。采用螺旋型螺紋加大軋輥咬入?yún)^(qū)粗糙度，促進(jìn)咬入的方法，有利于降低軋輥負(fù)荷，提高模具壽命，同時(shí)可降低電機(jī)系統(tǒng)的能耗，節(jié)約能源。


圖1為軋輥示意圖。
圖2為軋輥軋制管材的縱向斷面示意圖。
圖中，1管坯；2軋輥；3芯棒；4管材；I咬入?yún)^(qū)(減徑區(qū))；II集中變形區(qū)；III平整區(qū)；IV歸圓區(qū)。
具體實(shí)施例方式
如圖1-2所示，軋輥2基本外形為圓錐形，軋件管坯1內(nèi)裝芯棒3，圓錐角為60°-100°，軋輥可分為四個(gè)主要區(qū)域，I咬入?yún)^(qū)，II集中變形區(qū)，III平整區(qū)和IV歸圓區(qū)。各區(qū)域的功能為I、II區(qū)為使軋件發(fā)生徑向壓縮，產(chǎn)生大壓縮量；I咬入?yún)^(qū)使軋件管坯1發(fā)生徑向壓縮，保證軋件的順利咬入；II集中變形區(qū)使軋件發(fā)生集中塑性變形，顯微組織晶粒細(xì)化，改善軋件的組織性能；III平整區(qū)為保證管坯的壁厚，基本無(wú)壓下量，軋件的直徑波動(dòng)很小，影響平整區(qū)軋件直徑波動(dòng)因素有軋輥平整區(qū)的傾角、軋輥偏轉(zhuǎn)角和傾斜角，要使平整區(qū)軋件直徑保持基本一致，需要找到軋輥平整區(qū)的傾角和軋輥偏轉(zhuǎn)角和傾斜角之間的匹配關(guān)系，軋輥平整區(qū)的傾角隨軋輥偏轉(zhuǎn)角增大而減小；IV區(qū)為管材歸圓區(qū)，在這一區(qū)域彈性應(yīng)變釋放，管坯發(fā)生擴(kuò)徑，保證管材4加工成型。
咬入?yún)^(qū)I的特點(diǎn)是具有螺旋型的螺紋，軋輥咬入?yún)^(qū)I的錐度為70°，螺紋深度為1.5mm，寬度為2mm，螺紋條數(shù)為4條。沿著咬入?yún)^(qū)I的起始端至集中變形區(qū)II方向，咬入?yún)^(qū)I的表面粗糙狀態(tài)是由粗糙逐漸向光滑過(guò)渡的，粗糙度由 逐漸過(guò)渡到，此種設(shè)計(jì)的好處是在咬入?yún)^(qū)初始階段表面粗糙有利于軋制咬入，當(dāng)靠近集中變形區(qū)時(shí)表面光滑有利控制軋出管材表面質(zhì)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度。集中變形區(qū)II為弧形段，其錐度為70°-90°。平整區(qū)III的錐度為92°。歸圓區(qū)IV也為弧形段，其錐度范圍為100°-110°。根據(jù)上述方法設(shè)計(jì)的軋輥對(duì)三輥行星軋制生產(chǎn)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種三輥行星軋機(jī)軋輥，軋輥分成四個(gè)區(qū)域，即咬入?yún)^(qū)、集中變形區(qū)、平整區(qū)和歸圓區(qū)，其特征在于在軋輥咬入?yún)^(qū)有螺旋型螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輥行星軋機(jī)軋輥，其特征在于軋輥咬入?yún)^(qū)螺紋的深度為0.1-10mm，螺紋寬度為1-20mm，螺紋條數(shù)為2-10條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輥行星軋機(jī)軋輥，其特征在于根據(jù)軋輥旋轉(zhuǎn)方向確定，三個(gè)軋輥的咬入?yún)^(qū)螺紋為全部左旋或全部右旋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輥行星軋機(jī)軋輥，其特征在于軋輥咬入?yún)^(qū)螺紋為單頭、雙頭或多頭螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三輥行星軋機(jī)軋輥，其特征在于沿著咬入?yún)^(qū)的起始端至集中變形區(qū)方向，咬入?yún)^(qū)的表面粗糙狀態(tài)是由粗糙逐漸向光滑過(guò)渡。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓力加工機(jī)械領(lǐng)域，尤其是軋機(jī)的軋輥設(shè)計(jì)，具體為一種新型三輥行星軋機(jī)軋輥。本發(fā)明提供的軋輥適用于三輥行星軋機(jī)，克服了金屬軋制管材表面的抖動(dòng)，其特點(diǎn)是也將圓錐形分成四個(gè)區(qū)域，尾部咬入?yún)^(qū)，中間集中變形區(qū)，及頭部平整區(qū)和出口歸圓區(qū)。軋輥咬入?yún)^(qū)特征為螺旋型螺紋，減小了坯料前進(jìn)的阻力，有利于降低軋輥在變形過(guò)程中的軋制力，提高模具壽命，降低能耗節(jié)約能源，同時(shí)提高軋件表面質(zhì)量。
文檔編號(hào)B21B27/02GK101062508SQ200610046428
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者張士宏, 李冰, 張光亮, 劉勁松, 朱世光, 張海渠, 劉化民, 張金利 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所